1、电气连接: 将刺激器内部芯片产生的微弱电信号/能量,无损地传递到外部连接导线(导联),进而传递至目标神经或组织。
2、绝对密封: 这是最关键的功能。 在人体内(37°C, 腐蚀性体液环境)提供终身(通常要求10年以上)的绝对密封,防止体液渗透导致内部电路短路或腐蚀失效,必须永久、可靠地隔离内部精密电子元件(电池、芯片、电路)与外部体液环境。任何微量的液体渗入都会导致设备短路、腐蚀和失效。
3、生物相容性:所有与组织接触的材料(通常是陶瓷和金属)必须具备优异的生物相容性,不引起排异或毒性反应。
4、机械支撑与绝缘: 为纤细的引脚提供坚固的支撑,并能承受植入、手术操作及体内日常活动带来的机械应力。
一个标准的陶瓷馈通通常采用 “金属-陶瓷-金属” 的层状烧结结构,这是实现其卓越性能的基础。
1、陶瓷基体:
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材料: 通常为氧化铝或氧化锆。这两种材料具有极高的生物相容性、化学惰性、优异的绝缘性能和良好的机械强度。
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作用: 是密封和绝缘的主体。通过高温共烧技术,其与金属引脚/焊环形成致密、无缝隙的微观结合。
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2、金属部分:
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导电针脚/引脚: 通常由铌、铂铱合金、钛等生物相容性好、耐腐蚀、且与陶瓷热膨胀系数匹配的金属制成。数量从几个到几十个不等,传递多路信号。
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外围金属焊环: 由钛、钛合金或钽制成,环绕在陶瓷圆盘外围。它的作用是:
1)与陶瓷基体形成气密封接。
2)作为焊接界面,通过激光焊或电阻焊,与刺激器(通常也是钛合金)外壳实现高强度、高气密性的密封焊接。
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3、金属化层与钎焊料
1)金属化层:在陶瓷上的通孔内壁,通过厚膜印刷(如钼锰浆料)或薄膜工艺(如溅射)形成一层致密的金属层。
2)钎焊料:使用生物相容性的活性钎料(如金基钎料、钛银铜钎料)在高温高真空下将金属化后的陶瓷与金属引脚熔焊在一起。
作用:形成陶瓷与金属之间的气密性、高强度冶金结合,这是技术核心所在。
3)金属法兰:通常为钛合金(如Ti6Al4V ELI),与刺激器外壳材料一致。
作用:馈通组件通过激光焊或电子束焊密封在刺激器外壳的开孔上。法兰提供了焊接界面。

陶瓷馈通虽小,却是整个系统的“阿喀琉斯之踵”:
安全屏障: 它是保护电子“大脑”的唯一物理屏障。其失效直接导致整个昂贵设备的失效,且可能给患者带来风险(如电池泄漏、意外电刺激)。
信号保真度: 高质量的馈通能最大限度地减少信号在传输过程中的损耗和畸变,确保刺激参数精准可控。
设备可靠性: 其寿命基本决定了植入式刺激器的使用寿命。一个可靠馈通是设备制造商承诺 “终身植入” 或 “十年以上续航” 的技术基石。

更高集成度: 开发更多引脚数、更小间距的微型馈通,以支持更复杂的多通道、高分辨率神经调控。
集成无源元件: 在馈通内部集成滤波电容、电感等,构成“馈通滤波电路”,直接在外壳处滤除电磁干扰,保护内部电路。
新材料与新工艺: 探索如低温共烧陶瓷等新工艺,以集成更复杂的功能,并降低成本。
无线充电与数据传输: 对于支持无线充电的设备,馈通需要适应更高的功率传输需求。
严格的质量控制与测试: 每批次产品都必须经过严苛的气密性测试(氦质谱检漏)、电性能测试和生物相容性验证,这推高了其成本。